绝密★启用前银川一中2023届高三下学期5月第三次模拟理科数学试题卷注意事项:1.答卷前,考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。
2.作答时,务必将答案写在答题卡上。
写在本试卷及草稿纸上无效。
3.考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。
一、选择题(本题共12小题,每小题5分,共60分.在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的)1.已知集合{}1,3,5,7A =,},31|{*N x x x B ∈<<-=,则A B ⋃中的元素个数为 A .6B .5C .4D .32.已知R a ∈,复数)31)((i i a -+是实数,则=a A .31B .31-C .3D .3-3.命题“有一个偶数是素数”的否定是 A .任意一个奇数是素数B .任意一个偶数都不是素数C .存在一个奇数不是素数D .存在一个偶数不是素数4.如图,是1963年在陕西宝鸡贾村出土的一口“何尊”(尊为古代的酒器,用青铜制成),尊内底铸有12行、122字铭文. 铭文中写道“唯武王既克大邑商,则廷告于天,曰:‘余其宅 兹中国,自之辟民’”,其中宅兹中国为“中国”一词最早的文 字记载.“何尊”可以近似看作是圆台和圆柱组合而成,经测量, 该组合体的高约为40cm ,上口的直径约为28cm ,圆柱的高和 底面直径分别约为24cm ,18cm ,则“何尊”的体积大约为 A .40933 cm π B .40823 cm πC .40633 cm πD .42823 cm π5.已知54sin =α,α是第一象限角,且tan()1αβ+=,则tan β的值为 A .34-B .34 C .17-D .176.已知两条不同的直线l ,m 及三个不同的平面α,β,γ,下列条件中能推出//αβ的是A .l 与α,β所成角相等B .αγ⊥,βγ⊥C .l α⊥,m β⊥,//l mD .l ⊂α,m β⊂,//l m7.函数m x x x f ++=22log )(在区间(2,4)上存在零点.则实数m 的取值范围是A .)18,(--∞B .),5(+∞C .)18,5(D .)5,18(--8.如图,圆O 的半径为1,A 是圆上的定点,P 是圆上的动点,角x 的始边为射线OA ,终边为射线OP ,将△POA 的面积 表示为x 的函数f (x ),则y =f (x )在[﹣π,π]上的图象大 致为A B9.在ABC 中,9030C B ∠=︒∠=︒,,BAC ∠的平分线交BC 于点D .若AD AB AC λμ=+(,)λμ∈R ,则λμ= A .13B .12C .2D .310.已知双曲线)0(15:22>=-m mx y C 的上、下焦点分别为1F ,2F ,若存在点(,)M λλ, 使得52||||12=-MF MF ,则实数m 的取值范围为 A .(1,+∞)B .(1,5)C .(5,+∞)D .(0,5)11.英国数学家泰勒1712年提出了泰勒公式,这个公式是高等数学中非常重要的内容之一.其正弦展开的形式如下:357211sin (1)3!5!7!(21)!n n x x x x x x n --=-+-++-+-,(其中x ∈R ,*N n ∈),则111111(1)2!4!6!(22)!n n --+-++-+-的值约为(1弧度57≈︒)A .sin57︒B .sin57-︒C .sin33-︒D .sin33︒yxOAP12.已知关于x 的不等式e ax x b ≥+对任意x R ∈恒成立,则ba的最大值为 A .12B .1C .2e D .e二、填空题(本题共4小题,每小题5分,共20分)13.已知1nx x ⎛⎫- ⎪⎝⎭的展开式中,第三项和第四项的二项式系数相等,则n =__________.14.若函数2()ln 2x f x x =-在区间)31,(+m m 上不单调,则实数m 的取值范围为________.15.已知直线l :220kx y k --+=被圆C :16)1(22=++y x 所截得的弦长为整数,则满足条件的直线l 有______________条.16.已知△ABC 的三边分别为a 、b 、c ,所对的角分别为A 、B 、C ,且满足cb ac b b a ++=+++311,且△ABC 的外接圆的面积为π3,则1s i n )(42c os )(+++=x c a x x f 的最大值的取值范围为___________.三、共70分.解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤.第17~21题为必考题,每个试题考生都必须作答.第22、23题为选考题,考生根据要求作答. (一)必考题:共60分) 17.(12分)已知公差不为零的等差数列{}n a 的首项为1,且125,,a a a 是一个等比数列的前三项,记数列{}n a 的前n 项和为n S .(1)求数列{}n a 的通项公式;(2)求数列{}(1)nn S -的前20项的和.18.(12分)如图所示,在四棱锥P ABCD -中,PA ⊥平面ABCD ,AD BC ∥,AB BC ⊥,且1AB AP BC ===,2AD =.(1)求证:CD ⊥平面PAC ;(2)若E 为PC 的中点,求PD 与平面AED 所成角 的正弦值.为保障全民阅读权利,培养全民阅读习惯,提高全民阅读能力,推动文明城市和文化强市建设,某高校为了解全校学生的阅读情况,随机调查了200名学生的每周阅读时间x (单位:小时)并绘制如图所示的频率分布直方图:(1)求这200名学生每周阅读时间的样本平均数x 和样本方差2s (同一组的数据用该组区间中点值代表);(2)由直方图可以看出,目前该校学生每周的阅读时间x 大致服从正态分布()2,N μσ,其中μ近似为样本平均数x ,2σ近似为样本方差2s .①一般正态分布),(2σμN 的概率都可以转化为标准正态分布()0,1N 的概率进行计算:若()2~,X N μσ,令X Y μσ-=,则()~0,1Y N ,且()a P X a P Y μσ-⎛⎫≤=≤⎪⎝⎭.利用直方图得到的正态分布,求()10P X ≤;②从该高校的学生中随机抽取20名,记Z 表示这20名学生中每周阅读时间超过10小时的人数,求Z 的均值.403≈,若()~0,1Y N ,则()0.750.7734P Y ≤=.已知椭圆()2222:10x y C a b a b +=>>的右焦点为F ,有两个不同的点P 、Q 在椭圆C 上运动,且PF 的最小值为-P 不在x 轴上时点P 与椭圆C 的左、右顶点连线的斜率之积为12-.(1)求椭圆C 的方程;(2)已知直线:20l x y -=与椭圆C 在第一象限交于点A ,若PAQ ∠的内角平分线的斜率不存在.探究:直线PQ 的斜率是否为定值,若是,求出该定值;若不是.请说明理由.21.(12分)已知函数()()()()e 0=+->xf x x b a b 在()()1,1f --处的切线方程为()e 1e e 10x y -++-=.(1)求a ,b 的值;(2)若方程()f x m =有两个实数根12,x x①证明:12m >-;②当0<m 时,12||12+>-m x x 是否成立?如果成立,请简要说明理由.(二)选考题:共10分.请考生在第22、23两题中任选一题做答,如果多做,则按所做的第一题记分.22.[选修4-4:坐标系与参数方程]下图所示形如花瓣的曲线G 称为四叶玫瑰线,并在极坐标系中,其极坐标方程为2cos 2ρθ=.(1)若射线l :6πθ=与G 相交于异于极点O 的点P ,G 与极轴的交点为Q ,求PQ ;(2)若A ,B 为G 上的两点,且23AOB π∠=, 求AOB 面积S 的最大值.23.[选修4-5:不等式选讲]设函数()2221f x x x =-++. (1)解不等式()4f x x ≤+;(2)令()f x 的最小值为T ,正数a ,b ,c 满足a b c T ++=.2023届高三下学期5月第三次模拟数学(理科)参考答案13.5 14.<m<1 15.9 16.(12,24]三、解答题 17.【答案】(1)21n a n =-,N n *∈ (2)210 【详解】(1)设等差数列{}n a 的公差为d ,又11a =,所以()11n a n d =+-.因为125,,a a a 是一个等比数列的前三项,所以2125a a a =.即214(1)d d +=+又0d ≠,所以2d =所以数列{}n a 的通项公式为21n a n =-,N n *∈(2)由(1)知数列{}n a的前n 项和21212n n S n n +-=⨯= 所以2(1)(1)n n n S n -=-,数列{}(1)n n S -的前20项的和为 ()()()2222221201234192012341920202102+-++-+++-+=++++++=⨯= 18.【答案】(1)证明见解析 【详解】(1)作CF AD ⊥,垂足为F ,易证,四边形ABCF 为正方形. 所以1CF AF DF ===,CD =又AC =因为222AC CD AD +=,所以AC CD ⊥.因为PA ⊥平面ABCD ,CD ⊂平面ABCD ,所以PA CD ⊥. 又AC PA A ⋂=,AC ⊂平面PAC ,PA ⊂平面PAC , 所以CD ⊥平面PAC .(2)以点A 为坐标原点,以,,AB AD AP 所在的直线分别为 x 轴,y 轴,z 轴,建立如图所示的空间直角坐标系,则()0,0,0A ,()0,0,1P ,()1,1,0C ,()0,2,0D ,111,,222E ⎛⎫⎪⎝⎭.则(0,2,0)AD =,(0,2,1)PD =-,111(,,)222AE =.设平面AED 的法向量为(),,n x y z =,由00n AE n AD ⎧⋅=⎪⎨⋅=⎪⎩,得11102220x y z y ⎧++=⎪⎨⎪=⎩,令1z =,可得平面AED 的一个法向量为()1,0,1n =-. 设PD 与平面AED 所成角为θ,则sin cos ,2n PD n PD n PDθ⋅-====⨯⋅19.【答案】(1)9x =,21.78s =;(2)①0.7734;②4.532. 【详解】(1)根据频率分布直方图知,阅读时间在区间[5.5,6.5),[6.5,7.5),[7.5,8.5),[8.5,9.5),[9.5,10,5),[10.5,11.5),[11.5,12.5] 内的频率分别为0.03,0.1,0.2,0.35,0.19,0.09,0.04,60.0370.180.290.35100.19110.09120.049x =⨯+⨯+⨯+⨯+⨯+⨯+⨯=, 222222(69)0.03(79)0.1(89)0.2(99)0.35(109)0.19s -⨯+-⨯+-⨯+-⨯⨯=+-22(119)0.09(129)0.04 1.78+-⨯+-⨯=,所以样本平均数x 和样本方差2s 分别为9,1.78.(2)①由题意知9μ=,2 1.78σ=,则有(9,1.78)X N ,43σ≈,109(10)()(0.75)0.773443P X P Y P Y -≤=≤=≤=, ②由①知(10)1(10)0.2266P X P X >=-≤=,可得(20,0.2266)Z B , 所以Z 的均值()200.2266 4.532EZ =⨯=.20.【答案】(1)22163x y +=(2)直线PQ 的斜率为定值1,理由见解析【详解】(1)设()11,P xy ,椭圆C 的左、右顶点坐标分别为(),0a -,(),0a ,故221222111222221111112x b a y y y b x a x a x a x a a ⎛⎫- ⎪⎝⎭⋅===-=--+--, 即222a b =,则2222c a b b =-=,又a c -b -=b =a即椭圆C 的方程为22163x y +=.(2)联立2216312x y y x⎧+=⎪⎪⎨⎪=⎪⎩,解得21x y =⎧⎨=⎩或21x y =-⎧⎨=-⎩,又A 在第一象限,所以()2,1A ,由题意知PAQ ∠的内角平分线的斜率不存在,即该角平分线与x 轴垂直, 设直线AP 的斜率为k ,则直线AQ 的斜率为k -,设()11,P x y ,()22,Q x y ,直线AP 的方程为()12y k x -=-,即12y kx k =+-, 由2212163y kx k x y =+-⎧⎪⎨+=⎪⎩消去y 得()()222214128840k x k k x k k ++-+--=,因为P 、A 为直线AP 与椭圆的交点,所以212884221k k x k --=+,即21244221k k x k --=+,把k 换为k -得22244221k k x k +-=+,所以212821k x x k -=+, 所以()()()212112*********ky y kx k kx k k x x k -=-++-+-=-+=⎡⎤⎣⎦+,所以直线PQ 的斜率21211y y k x x -==-,即直线PQ 的斜率为定值1. 21.【答案】(1)1a =,1b = (2)①证明见解析,②成立,理由见解析(1)解:()()1e xf x x b a =++-',因为函数()f x 在()()1,1f --处的切线方程为()e 1e e 10x y -++-=,所以()111e e b f a '-=-=-,()()1110e f b a ⎛⎫-=--= ⎪⎝⎭, ∴1a =,1b =或1e=a ,2e b =-(舍),所以1a =,1b =;(2)①证明:由(1)可知()()()1e 1x f x x =+-,()()2e 1xf x x '=+-, 令()()()2e 1xg x f x x '==+-,则()()3e xg x x '=+,令()0g x '=,得3x =-,所以函数()g x 在(),3-∞-上递减,在()3,-+∞上递增, 所以()()min 3g x g =-,即()()3min 3e 10f x f -''=-=--<,又x →+∞,()f x '→+∞,3x <-,()0f x '<,且()010f '=>,()1110ef '-=-<,∴()01,0x ∃∈-,使得()00f x '=,即()002e 10xx +-=,即001e 2x x =+, 当0x x <时,()0f x '<,当0x x >时,()0f x ¢>, 所以函数()f x 在()0,x -∞上递减,在()0,x +∞上递增,所以()()()()()0000min 011e 1112xf x f x x x x ⎛⎫==+-=+-⎪+⎝⎭()()()()()22000000211122222x x x x x x +-⎡⎤+⎡⎤⎣⎦=-=-=-++-⎢⎥+++⎣⎦, ∵()01,0x ∈-,∴()021,2x +∈,令()()1,1,2h x x x x =+∈,则()()2110,1,2h x x x'=->∈ ,所以函数()h x 在()1,2上递增,故()001522,22x x ⎛⎫++∈ ⎪+⎝⎭, 所以()001122,022x x ⎡⎤⎛⎫-++-∈-⎢⎥ ⎪+⎝⎭⎣⎦, 即()min 12f x >-, ∴12m >-;②解:成立,理由如下:当直线过()1,0-,()()00,x f x 时割线方程为()()()00112x y x mx +=-+=+,得()()030211m x x x -+=-+, 当直线过()0,0,()()00,x f x 时割线方程为()()200012x y x m x x -+==+,得()()0042021mx x x x -+=+, ∴()()()0124320002112111222m x mx x x x m x x x +->-=+=+>++++-+.选考题【详解】(1)将6πθ=代入方程2cos 2ρθ=,得,2cos13P πρ== ,则P 的极坐标为1,6π⎛⎫⎪⎝⎭. 又G 与极轴的交点为Q 的极坐标为()2,0.则PQ =(2)不妨设()(),0A A ρθθπ≤≤,2,3B B πρθ⎛⎫+ ⎪⎝⎭,则2cos 2A ρθ=,42cos 23B πρθ⎛⎫=+ ⎪⎝⎭ 所以,AOB的面积12sin 23A B A B S πρρρ==414cos 2cos 22cos 2232πθθθθθ⎛⎫⎛⎫=+=⋅- ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭)2332sin 2cos 21cos 4sin 424θθθθθ=+=++41cos 4416πθθθ⎛⎫=--=-- ⎪⎝⎭ 所以,当3462ππθ-=,即512πθ=时,max S =所以,AOB 面积S23.【答案】(1)35,53⎡⎤-⎢⎥⎣⎦(2)证明见解析【详解】(1)解:因为()41,1122213,12114,2x x f x x x x x x ⎧⎪->⎪⎪=-++=-≤≤⎨⎪⎪-<-⎪⎩,所以不等式()4f x x ≤+,即1414x x x >⎧⎨-≤+⎩或11234x x ⎧-≤≤⎪⎨⎪≤+⎩或12144x x x⎧<-⎪⎨⎪-≤+⎩,解得513x <≤或112x -≤≤或3152x -≤<-,综上可得原不等式的解集为35,53⎡⎤-⎢⎥⎣⎦.(2)解:由(1)可得函数()f x 的图象如右所示:所以()min 3f x =,即3T =,所以3a b c ++=,又0a >,0b >,0c >,)1122a b a c a b c ⎫≤+++=++=⎪⎝⎭当且仅当1324b c a ===.。